Le missioni su Marte hanno coinvolto tre fasi fondamentali. Le più primitive erano le missioni di flyiniziali. Questi sono stati seguiti da orbiter e infine da lander e rover. Nel 2009, sia gli orbiter che i rover sono ancora attivi sul pianeta e raccolgono dati che gli scienziati sulla Terra possono studiare.
I primi tipi di missioni su Marte erano i flyby. Questi primissimi velivoli includevano i Mariners 3, 4, 6 e 7. Questi aerei volavano letteralmente dal pianeta, scattando foto mentre passavano. Queste foto sono state le prime inquadrature ravvicinate di un pianeta mai scattate. Hanno mostrato crateri da impatto simili alla luna e hanno mostrato che le linee viste dalla Terra non erano i canali che alcuni avevano creduto che fossero.
Gli orbiter sono stati inviati su Marte con l’avanzare della tecnologia. Questi includevano Mariner 8 e 9, Viking 1 e 2, Mars Observer, Mars Global Surveyor, Mars Climate Orbiter, 2001 Mars Odyssey, Mars Express e Mars Reconnaissance Orbiter. A partire dal 2009, l’Odyssey e il Reconnaissance Orbiters inviavano costantemente informazioni. Hanno mostrato segni di grotte, ghiacciai e depositi di sale su Marte, mentre le prove dei raggi gamma hanno indicato la possibilità di oceani su Marte a un certo punto. L’European Mars Express ha mostrato risultati simili.
Infine, le missioni su Marte sono passate a lander e rover che sono stati inviati sulla superficie del pianeta per l’esplorazione “pratica”. Questi includono Viking 1-2, Pathfinder, Polar Lander/Deep Space 2, Mars Exploration Rovers e Phoenix. Sotto il controllo degli scienziati della National Aeronautics and Space Administration (NASA), i rover si muovono intorno al pianeta raccogliendo dati su questioni chiave. Lo spirito e l’opportunità sono ancora forti dopo cinque anni. Sebbene siano controllati dalla Terra, sono soggetti alle condizioni meteorologiche e ai cambiamenti sulla superficie di Marte.
All’inizio del 2009, l’ultima delle missioni su Marte era il rover Phoenix. Phoenix è atterrato nell’agosto del 2008 con lo scopo principale di natura geologica. Ha lo scopo di studiare la geologia dietro l’acqua su Marte, che a sua volta aiuterebbe a comprendere i cambiamenti climatici. Ha anche il compito di scoprire qualsiasi potenziale habitat nel confine ghiaccio-suolo.
Il futuro delle missioni su Marte è sconfinato. La NASA prevede di inviare aeroplani e palloncini in superficie per studiare con viste aeree ravvicinate. Le esplorazioni del sottosuolo esploreranno la geologia del pianeta e verificheranno la presenza di acqua o segni di vita precedente. I campioni raccolti dalle missioni rover daranno nel tempo agli scienziati l’opportunità di studiare rocce, suoli e l’atmosfera di Marte dalla Terra.